DE1267880B - Schaltungsanordnung fuer einen Lecksucher mit akustischer Anzeige - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Ci.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

GOIl

Deutsche Kl.: 42 k-30/04

1 267 880
P 12 67 880.7-52
3. Juni 1965
9. Mai 1968

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für einen Lecksucher mit akustischer Anzeige, welcher als Eingangssignal der Ionenstrom eines Ionisationsmanometers zugeführt wird und die einen Kipposzillator mit einem Kondensator aufweist, dessen Ladegeschwindigkeit von der Größe des Ionenstroms abhängt und dessen Kippschwingungen hörbar gemacht sind.

Wenn eine Vakuumapparatur evakuiert wird, dann wird sie vorzugsweise gleichzeitig auf die Anwesenheit von Lecks untersucht. Ein frühes Auffinden dieser Lecks ist deswegen erwünscht, weil die Apparatur während der Ausbesserungsarbeiten oftmals wieder auf Atmosphärendruck gebracht werden muß, so daß die Zeit, die man bis dahin zum Evakuieren benötigt hat, verloren ist. Die Evakuierungszeit hängt wesentlich von der Größe der Apparatur, von der Pumpkapazität und vom zu erreichenden Druck ab und beträgt in der Regel einige Tage bis Wochen.

Zum Auffinden undichter Stellen oder Lecks kann man eine Sonde, aus der ein Prüfgas wie Helium oder Stickstoff strömt, über bestimmte Teile der äußeren Oberfläche der Apparatur führen und gleichzeitig die Änderung des Ionenstroms eines Ionisationsmanometers beobachten, das in der Apparatur zur Druckanzeige eingebaut ist. Da der Ionenstrom im allgemeinen durch einen Schreiber aufgezeichnet wird, bewegt sich die Schreibernadel während des Evakuierens langsam vom oberen bis zum unteren Ende der Skala. Ein plötzlicher Ausschlag der Schreibernadel bei dieser Bewegung zeigt an, daß das Prüfgas auf eine undichte Stelle getroffen und durch diese in die Apparatur eingedrungen ist.

Bei dem geschilderten Lecksuchverfahren treten zwei Schwierigkeiten auf. Die erste Schwierigkeit besteht darin, daß kleine kurze Ausschläge der Schreibernadel leicht übersehen werden können. Aus diesem Grunde muß man das Prüfgas sehr langsam über die äußere Oberfläche der Apparatur führen, was sehr viel Zeit erfordert. Die zweite Schwierigkeit besteht darin, daß durch dieses Verfahren gelegentlich neue Lecks entstehen. Hochvakuumapparaturen bestehen aus leicht zu beschädigenden Stoffen, z. B. Glas. Wenn nun eine einzige Person versucht, gleichzeitig die Sonde mit dem Prüfgas über die Apparatur zu führen und sorgfältig die Schreibernadel zu beobachten, dann geschieht es sehr leicht, daß zerbrechliche Teile dabei zerstört werden.

Es sind daher bereits Lecksucher mit akustischer Anzeige entwickelt worden, die den Vorteil haben, daß sich die Bedienungsperson voll auf das Führen der Sonde konzentrieren kann, ohne daß sie be-Schaltungsanordnung für einen Lecksucher mit
akustischer Anzeige

Anmelder:

General Electric Company,

Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,

6000 Frankfurt 1, Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:
Robert Lawrence Watters,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 5. Juni 1964 (372 803) - -

fürchten muß, eine kurzzeitige Änderung des Anschlags der Schreibernadel zu übersehen. Bei einem derartigen Gerät werden in die Vakuumapparatur ein Piranimanometer und ein in einer Brückenschaltung angeordnetes Heizelement eingebaut, das aus einem Material mit hohem Temperaturkoeffizienten besteht. Durch druckabhängige Temperaturveränderungen wird eine Widerstandsänderung und damit eine Störung des Brückengleichgewichts hervorgerufen. An die Brücke ist eine Schaltungsanordnung angeschlossen, mit der die Abweichungen vom Brückengleichgewicht hörbar gemacht werden. Der Nachteil dieser Schaltungsanordnung besteht darin, daß es sich nur um vorübergehende Frequenzänderungen mit unmittelbar anschließender Rückkehr zur Ausgangsfrequenz handelt, so daß die jeweils nur kurzen Tonänderungen leicht überhört werden können.

Andere bekannte Lecksucher enthalten Pirani- oder Ionisationsmanometer, an die ein Kipposzillator angeschlossen ist, dessen Frequenz von der Ausgangsgröße des verwendeten Manometers abhängt. Die Kippfrequenz kann dabei in den Hörbereich gelegt werden, so daß ein Leck durch eine Veränderung eines hörbaren Tons angezeigt wird. Die Kipposzillatoren enthalten im allgemeinen einen Kondensator und ein Thyratron oder eine Glimmlampe. Nachteilig ist hierbei, daß derartige Kipposzillatoren nur dann im Bereich höchster Empfindlichkeit sind, wenn die Spannung am Kondensator nahezu den Maximalwert erreicht hat. In den Zeitspannen davor ist die Ein-

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richtung dagegen wegen des exponentiellen Anstiegs der Kondensatorspannung relativ unempfindlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Schaltungsanordnung für Lecksucher zu schaffen, die nahezu dauernd im Zustand höchster Empfindlichkeit ist.

Ausgehend von der eingangs beschriebenen Schaltungsanordnung wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß parallel zum Kondensator eine Größe eines elektrischen Signals, das an den Eingangsklemmen 11 und 12 liegt, mit einer entsprechenden Veränderung der Frequenz des über den Kopfhörer 10 hörbaren Signals an. Zum Nachweis von Lecks werden die Eingangsklemmen 11 und 12 mit dem Ausgang eines den Ionenstrom messenden Gerätes verbunden.

Der Kopfhörer 10 ist wegen seiner geringen Impedanz gegenüber elektrischen Strömen vorzuziehen.

aus einem weiteren Kondensator und einem Wider- io Vorzugsweise wird ein Magnetkopfhörer mit einem

stand bestehende Reihenschaltung angeordnet ist und die Kapazität des weiteren Kondensators mindestens zehnmal so groß wie die des Kondensators und die Größe des Widerstandes mindestens zehnmal so Widerstand von etwa 10 Ohm verwendet. Der Kopfhörer 10 beeinflußt nicht die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung. Daher wird der vernachlässigbare Widerstand zwischen den Anschlußklemmen 13

groß wie der Widerstandswert des Entladungswegs 15 und 14, an die der Kopfhörer 10 angeschlossen ist,

des Kondensators ist.

Der Vorteil dieser Maßnahme ist darin zu sehen, daß der weitere Kondensator als Energiespeicher wirksam ist, der bei der Entladung des Kondensators des Kipposzillators auf Grund seiner großen Zeitkonstante kaum entladen wird und daher den Kondensator des Kipposzillators nach dessen Entladung sofort wieder auf einen Wert auflädt, der dicht unterhalb der Schwellwertspannung für den Kippvorgang in der folgenden Beschreibung nicht weiter berücksichtigt und die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung so beschrieben, als ob die Anschlußklemmen 13 und 14 kurzgeschlossen wären.

Die Ladevorrichtung 2 zum Laden des Kondensators ist nach Schließen des Schalters 7 mit der Spannungsquelle 6 und dem Kondensator 1 verbunden. Sie steuert in Abhängigkeit von der Größe des Eingangssignals an den Einganigsklemmen 11 und 12

ist. Auf diese Weise wird der Bereich, in dem die 25 die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 1. Wenn Kondensatorspannung im wesentlichen konstant ist, die Größe des Eingangsstroms in negativer Richtung etwa um einen Faktor 10 gedehnt. Unabhängig von
der Größe des Ausgangssignals des Manometers liegt

der Kippkondensator somit dauernd auf einer Spangrößer wird, dann wird die Ladegeschwindigkeit des Kondensators 1 ebenfalls größer, und umgekehrt.

Die Entladevorrichtung 4, die ebenfalls mit dem

nung dicht unterhalb des Schwellwerts, so daß eine 30 Kondensator 1 verbunden ist, spricht auf eine vorgegeringfügige Änderung des Ausgangssignals des wählte Ladung auf dem Kondensator 1 bzw. auf eine Manometers sofort eine beträchtliche Frequenzände- an diesem liegende Spannung an. Bei Erreichen der rung des gehörten Tons zur Folge hat. Schwellwertspannung wird sie von einem Zustand

Möchte man die Ladegeschwindigkeit des Kipp- hoher Impedanz auf einen Zustand geringer Impekondensators von der Änderungsgeschwindigkeit des 35 danz umgeschaltet, so daß der Kondensator 1 an lonenstroms abhängig machen, so kann im Eingangs- einem geringen Widerstand liegt und sich nahezu

vollständig entlädt. Nachdem der Kondensator entladen ist, wird die Entladevorrichtung in ihren Zustand hoher Impedanz zurückgeschaltet, so daß der Kondensator 1 wieder über die Ladevorrichtung 2 aufgeladen wird. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung, die aus dem Kondensator 1, der Ladevorrichtung 2, der Entladevorrichtung 4 und der Spannungsquelle 6 besteht, ist also bei geschlossenem

hängigkeit von der Größe des Eingangssignals und 45 Schalter 7 immer die gleiche wie bei einem Kippdas gleiche für eine ähnliche, nicht erfindungsgemäße oszillator. Der Schalter 7 soll nun während der nach-Schaltungsanordnung; folgenden Beschreibung immer als geschlossen be-

Fig. 3 zeigt die Schaltung der Fig. 1 mit einem trachtet werden.

abgewandelten Eingangsteil, und Gemäß der Erfindung ist die von der Ladevorrich-

F i g. 4 zeigt schematisch einen Lecksucher zum 50 rung 2 unabhängige Stabilisierungsvorrichtung 8 par-Nachweis von Lecks in Vakuumapparaturen. allel zum Kondensator 1 geschaltet. Sie dient zur Be-

F i g. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß der schleunigung beim Beginn des Ladevorgangs und Erfindung. Sie enthält einen Kondensator 1, eine nimmt danach Energie von der Ladevorrichtung 2 Ladevorrichtung 2 zum Laden des Kondensators 1 auf, um das abschließende Laden des Kondensators 1 (im ganzen durch den Bereich innerhalb der ge- 55 zu verlangsamen. Auf diese Weise wird die Empfind

teil der Schaltungsanordnung ein Differenzierglied vorgesehen werden.

Die Erfindung wird nun auch an Hand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel beschrieben.

F i g. 1 zeigt das Schaltbild einer Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung;

F i g. 2 zeigt in einem Schaubild die Frequenz der in der F i g. 1 gezeigten Schaltungsanordnung in Abstrichelten Linie 3 angedeutet) und eine Entladevorrichtung 4 zum Entladen des Kondensators (im ganzen durch den Bereich innerhalb der gestrichelten Linie 5 angedeutet). Weiterhin ist eine Gleiohspannungsquelleö in Serie mit einem Schalter 7 vorgesehen, und schließlich liegt parallel zum Kondensator 1 eine Stabilisierungsvorrichtung 8, die durch den Bereich innerhalb der gestrichelten Linie 9 angedeutet ist. Die Schaltungsanordnung dient dazu, ein lichkeit der Frequenzänderung des KipposziUators gegenüber Abweichungen in der Größe des Eingangssignals über einen weiten Bereich außerordentlich hoch gehalten.

Die Ladevorrichtung 2 enthält einen Transistor 15, dessen Emitter 16 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle 6 verbunden ist. Der Kollektor 17 des Transistors 15 ist mit dem einen Anschluß des Kondensators 1 und über einen Widerstand 18 mit dem

im Hörbereich liegendes Ausgangssignal auf einen 65 positiven Pol der Spannungsquelle 6 verbunden. Der geeigneten Umformer, z. B. einen Kopfhörer, zu andere Anschluß des Kondensators 1 führt über den geben, der in Serie mit dem Kondensator 1 liegt. Die Kopfhörer 10 zum negativen Pol der Spannungs-Schaltungsanordnung der F i g. 1 spricht auf die quelle 6.

Die Basis 19 des Transistors 15 ist über in Serie liegende Widerstände 20 und 21 mit der Eingangsklemme 11 verbunden. Ein Spannungsteiler, der einen Widerstand 22, einen damit in Serie liegenden Widerstand 23 mit Mittelabgriff und einen damit ebenfalls in Serie liegenden Widerstand 24 enthält, liegt parallel zur Spannungsquelle 6. Die Widerstände 22 und

24 dienen zu einer genaueren Einstellung der Schwellwertspannung der Schaltungsanordnung und können weggelassen werden. Der veränderbare Mittelabgriff

25 des Widerstands 23 führt über einen Widerstand

26 zur Verbindungsstelle der in Serie liegenden Widerstände 20 und 21. Schließlich ist ein Tiefpaßfilter für das Rauschen vorgesehen, der aus einer mit einem Widerstand 28 parallelgeschalteten Kapazität

27 besteht, die zwischen der Verbindungsstelle der Widerstände 20 und 21 und dem negativen Pol der Spannungsquelle 6 eingeschaltet sind. Die Eingangsklemme 12 liegt außerdem direkt am negativen Pol der Spannungsquelle 6.

Die Wirkungsweise der soweit beschriebenen Ladevorrichtung ist folgende. Nach dem Anlegen des anzuzeigenden Eingangssignals an die Eingangsklemmen 11 und 12, wobei die Eingangsklemme 12 positiver und die Eingangsklemme 11 negativer Anschluß ist, wird der Mittelabgriff 25 so eingestellt, daß man die gewünschte Ladegeschwindigkeit für den Kondensator 1 erhält. Der Kondensator 1 wird dann über den Widerstand 18 mit einer Geschwindigkeit geladen, die von der Leitfähigkeit des Transistors 15 abhängt. Je höher leitend der Transistor 15 ist, um so größer ist der Anteil des Stroms, der vom Kondensator 1 weggezogen wird, d. h., die Ladegeschwindigkeit ist klein, wenn der Transistor 15 hochleitend ist.

Die Leitfähigkeit des Transistors 15 hängt von der Größe des Stroms in seiner Basis-Emitter-Schaltung ab. Dieser Strom wird größer und bewirkt ein Ansteigen der Leitfähigkeit zwischen dem Kollektor 17 und dem Emitter 16, wenn die Größe des Eingangssignals abnimmt (d. h., wenn die Eingangsklemme 11 weniger negativ in bezug auf die Eingangsklemme 12 wird) und umgekehrt. Auf diese Weise sorgt die Ladevorrichtung 2 für eine Ladegeschwindigkeit des Xondensators 1, die direkt mit den Änderungen der Größe des an die Eingangsklemmen 11 und 12 gelegten Eingangssignals schwankt.

Die in der F i g. 1 gezeigte Entladevorrichtung enthält eine Doppelbasisdiode 29, deren eine Basis 30 über einen Widerstand 31 mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden ist. Die zweite Basis 32 führt zum positiven Pol der Spannungsquelle 6, während der Emitter 33 mit dem Kollektor 17 des Transistors 15 verbunden ist.

Die Wirkungsweise der Entladevorrichtung 4 ist folgende. Bei Beginn des Ladezyklus für den Kondensator 1 liegt zwischen dem Emitter 33 und der ersten Basis 30 der Doppelbasisdiode 29 ein hoher innerer Widerstand, der so lange erhalten bleibt, bis die Spannung am Kondensator 1 etwa halb so groß wie die von der Spannungsquelle 6 vorgegebene Spannung ist. Der tatsächliche Bruchteil ist durch die Eigenschaften der speziell verwendeten Doppelbasisdiode abhängig und schwankt im allgemeinen zwischen 0,47 und 0,62. Wenn diese charakteristische Spannung überschritten wird, dann wird die Doppelbasisdiode 29 durchgeschaltet, und es liegt eine geringere Impedanz zwischen dem Emitter 33 und der ersten Basis 30. Der Kondensator 1 wird dann entladen, bis die Doppelbasisdiode 29 in ihren Zustand hoher Impedanz zurückgeschaltet wird. Anschließend begint ein neuer Ladezyklus.

Die Kurve 40 in der F i g. 2 zeigt die Abhängigkeit der Ausgangsfrequenz von der Eingangsspannung für den Teil der Schaltungsanordnung nach F i g. 1, der bisher beschrieben wurde. Die Kurve 41 der F i g. 2 zeigt dagegen, wie die Empfindlichkeit durch Einführung einer Stabilisierungsvorrichtung noch gesteigert werden kann. Diese Vorrichtung wird im folgenden beschrieben.

Erfindungsgemäß ist die Stabilisierungsvorrichtung 8 parallel zum Kondensator 1 geschaltet. Unter Parallelschaltung soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, daß bei Mitverwendung eines in Serie mit der Kapazität 1 liegenden Umformers, z. B. des gezeigten Kopfhörers 10, die Stabilisierungsvorrichtung parallel zu der aus Kapazität und Umformer gebildeten Serienschaltung liegt. Das Wort Parallelschaltung soll aber auch den Fall einschließen, daß die Stabilisierungsvorrichtung tatsächlich parallel liegt, wie z. B. dann, wenn der Umformer irgendwoanders in der Schaltung angeordnet ist, wie z. B. in einem Schaltungsteil, zu dem die erste oder die zweite Basis der Doppelbasisdiode 29 gehört, und auch den Fall einbeziehen, daß der Umformer fehlt.

Die Stabilisierungsvorrichtung enthält nach Fig. 1 einen Ladungssammler, der z. B. aus einem weiteren Kondensator 42 bestehen kann. Dieser Ladungssammler hat vorzugsweise eine Kapazität, die mindestens zehnmal größer als die Kapazität des Kondensators 1 ist. Wenn die Kapazität des Ladungssammlers nur zwei- bis dreimal größer als die Kapazität des Kondensators 1 wäre, dann würde die Empfindlichkeit der Anzeigeschaltung mit der Stabilisierungsvorrichtung nur geringe Vorteile gegenüber der gleichen Schaltung ohne Stabilisierungsvorrichtung haben. Auf der anderen Seite kann die Kapazität des Ladungssammlers über den Mindestwert beliebig vergrößert werden, ohne daß sich schädliche Einflüsse in bezug auf die Empfindlichkeit zeigen. Im letzteren Fall würden aber die Kosten und die Größe des Ladungssammlers höher als notwendig sein.

Mit dem Kondensator 42 liegen Widerstandselemente, z. B. der Widerstand 43, in Serie. Der Wert des Widerstandes wird vorzugsweise etwa zehnmal größer als der des Widerstands des Entladungswegs des Kondensators 1 gemacht, damit eine bemerkenswerte Entladung der Kapazität 42 vermieden wird. In der Regel kann der Widerstand für den Entladungsweg in guter Näherung etwa 100 Ohm betragen, besonders wenn ein Widerstand für die erste Basis, hier der Widerstand 31, verwendet wird, der einen typischen Wert von etwa 50 Ohm hat. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Wert des Widerstands 43 etwa 500mal größer als der des Widerstands des Entladungswegs. Die obere Grenze des Widerstandswertes ist im wesentlichen durch die Rauschtriggerspannung gegenüber der Doppelbasisdiode 29 festgelegt.

Die Wirkungsweise der Stabilisierungsvorrichtung ist folgende. Mit den obengenannten Kapazitäts- und Widerstandswerten liegt am Kondensator 42 eine im wesentlichen konstante Spannung. Die Größe dieser Spannung ist etwas kleiner als die Spannung am Kondensator 1 gerade vor dessen Entladung. Die Spannung am Kondensator 42 ist beispielsweise um etwa 0,1 Volt kleiner als die erforderliche Zündspannung

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für die Doppelbasisdiode 29. Wegen der sehr viel sentlichen konstant ist, solange die Apparatur evagrößeren Kapazität dieses Kondensators im Vergleich kuiert wird. Der von der Bedienungsperson zuhörende zu der des Kondensators 1 und wegen des ausreichend Ton hat daher eine nahezu konstante Frequenz, bis großen Wertes des Widerstandes 43, der eine bemer- eine wesentliche Änderung der Änderungsgeschwinkenswerte Entladung des Kondensators 42 während 5 digkeit des Ionenstroms auftritt. Bei einer solchen der relativ kurzen Zeitspanne verhindert, während der wesentlichen Änderung wird dann eine plötzliche die Doppelbasisdiode 29 im Zustand der hohen Leit- Abweichung in der Frequenz wahrgenommen, fähigkeit ist, ist diese Spannung außerdem nahezu Eine Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 mit

konstant. einem Eingangsteil nach der F i g. 3 zeigt daher

Während einer Zeitspanne kurz nach der Ent- io Änderungen der Änderungsgeschwindigkeit eines ladung des Kondensators 1 wird vom Kondensator Eingangssignals an und verändert demgemäß die 42 Energie geliefert, durch die der Kondensator 1 Ausgangsfrequenz. Die Kapazität 45 hat vorzugsweise über dem Widerstand 43 aufgeladen wird. Daher wird einen Wert von etwa 50 μΡ, wenn die übrige Schalmit Hilfe der Stabilisierungsvorrichtung das Laden tung die oben angegebene Dimensionierung hat. des Kondensators jeweils am Anfang beschleunigt. 15 Die F i g. 4 zeigt einen vollständigen Lecksucher. Die Spannung am Kondensator 1 erreicht schnell Der Gasdruck innerhalb einer zu evakuierenden eine Größe, die kurz unter der Zündspannung der Apparatur 50 wird mit Hilfe einer Pumpe 51 ver-Doppelbasisdiode 29 liegt. Die Schaltungsanordnung kleinert, die z. B. eine Gasdiffusionspumpe oder eine erreicht also schnell einen sehr empfindlichen Zu- ähnliche Einrichtung sein kann. Ein Strahl 52 eines stand, in dem eine geringe zusätzliche Ladung des 20 Prüfgases, z. B. Helium, wird gleichzeitig durch eine Kondensators 1 ausreicht, um seine Entladung über Düse 54 auf eine begrenzte Stelle der äußeren Oberdie Doppelbasisdiode 29 und den Beginn eines fläche 53 der Vakuumapparatur 50 gerichtet. Eine weiteren Zyklus einzuleiten. direkte Steuerung und ein stufenweises Abtasten des

Wenn der vorerwähnte hochempfindliche Zustand Prüf gasstromes 52 wird durch eine Bedienungsperson, erreicht ist, bewirkt eine weitere Ladung des Konden- 25 die die Düse 54 hält, ausgeführt, oder die Düse wird sators 1 auch, daß seine Spannung über die Spannung durch eine der hinreichend bekannten mechanischen am Kondensator 42 ansteigt. Während dieses letzten Einrichtungen relativ zur Apparatur bewegt. Im letz-Teils des Ladezyklus wird ein Teil des Ladestroms, teren Fall wird die Düse 54 oftmals in geeigneter der normalerweise zum Laden des Kondensators 1 Weise durch ein Rohr ersetzt, das die Apparatur 50 beitragen würde, abgeleitet und zum Laden des Kon- 30 umgibt und eine Anzahl von Prüfgas ausströmenden densators 42 verwendet. Auf diese Art wird die Düsen aufweist, die nach innen auf die äußere Ober-Schaltungsanordnung für eine viel längere Zeitspanne fläche der Vakuumapparatur 50 gerichtet sind. Hierais ohne die Verwendung einer Stabilisierungsvorrich- bei kann das Gas nacheinander von den einzelnen tung in ihrem hochempfindlichen Zustand gehalten. Düsen in vorgewählter Reihenfolge ausgeströmt Messungen haben ergeben, daß der im wesentlichen 35 werden, wobei die Düsen nach einem bestimmten konstante Spannungsbereich der am Kondensator 1 Programm geöffnet und geschlossen werden und wobeobachteten Schwingungsform durch die Stabilisie- bei das Programm über eine Lochkarte oder ein Band rungsvorrichtung etwa um den Faktor 10 ausgedehnt einem Steuerteil zugeführt werden kann, wird. Ein Teil des Gases innerhalb der Apparatur 50

Für das bevorzugte Ausführungsbeispiel der 40 wird kontinuierlich ionisiert, z. B. durch eine Glüh-Fig. 1, an dem auch die Kurven41 und 42 der katode oder einen Glühdraht55, der mit einer ge-F i g. 2 gemessen wurden, wurde folgende Dimensio- eigneten, außerhalb liegenden Spannungsquelle 56 nierung verwendet: verbunden ist. Ein Elektronenbeschleuniger und

-kollektor 55' ist mit einer Spannungsquelle 56' ver-

£-18 22 kQ 45 bunden. Fast alles ionisierte Gas oder ein relativer

£-20 47 kQ gleichbleibender Teil desselben wird von einer Elek-

£-21 47 kü trode 57 gesammelt, die innerhalb der Apparatur 50

£-22 22 kQ liegt und mit einem nach außen führenden Leiter 58

£-23 50 kü verbunden ist. Natürlich könnte auch ein Gerät ver-

£-24 22 kß 50 wendet werden, das nach dem Prinzip der Gasentla-

£-26 430 kß dung arbeitet.

£-31 47 Ω Weiterhin ist eine elektrische Schaltungsanordnung

£-43 47 kQ angeschlossen, die den Leiter 58 enthält und in der

C-I 0,1 μΡ ein elektrischer Strom fließt, dessen Größe propor-

C-27 10 \iF 55 tional zur Zahl der Ionen ist, die an der Elektrode

C-42 0,1 μ¥ 57 gesammelt werden. Diese Zahl ist weitgehend

Spannungsquelle 6 16 Volt durch die Ionisationswahrscheinlichkeit des in der

Transistor 29 2 N1671 Apparatur 50 enthaltenen Gases abhängig. Die geTransistor 15 2 N 2349 zeigte Schaltungsanordnung enthält außerdem den

60 Glühdraht 55, eine Spannungsquelle 59, den Leiter

Die F i g. 3 zeigt ein Schaltbild für einen anderen 58 und die Elektrode 57.

Eingangsteil, der für die Schaltungsanordnung der Der Strom in der zuletzt beschriebenen Schaltungs-

F i g. 1 verwendet werden kann. Dieser Eingangsteil anordnung wird in ein Wechselstromsignal mit Hörenthält eine Kapazität 45, die in Serie mit dem Ein- frequenzen umgewandelt, wobei die Frequenz entgang liegt und das Eingangssignal differenziert. Der 65 weder von den Änderungen der Größe des Stroms Vorteil dieses Ausführungsbeispiels ist der, daß das oder von den Änderungen der Änderungsgeschwin-Signal, das aus einem sich langsam ändernden, den digkeit des Stroms abhängt, je nachdem, ob eine Ionenstrom darstellenden Signal abgeleitet ist, im we- Schaltungsanordnung gemäß der F i g. 1 oder gemäß

der F i g. 3 verwendet wird. Einer Schaltungsanordnung 61 zur Umwandlung der Amplituden in Frequenzen werden als Eingangssignal das an einem Widerstand 60 liegende Signal zugeführt, die, vorzugsweise nach einer Vorverstärkung, in entsprechende Ausgangssignale umgewandelt und dem Eingang einer Schaltungsanordnung gemäß der F i g. 1 zugeführt werden, die auch mit einem Eingangsteil entsprechend der F i g. 3 versehen sein kann. Die Vorverstärkung wird zweckmäßigerweise mit Gleichstromverstärkern vorgenommen, wie sie normalerweise in Ionisationsmanometern verwendet werden, da in diesem Falle am Ausgang eine Spannung erscheint, die an die Eingangsklemmen 11 und 12 angelegt werden kann.

An den Ausgang der Schaltungsanordnung 61 schließt sich eine Meß- oder Anzeigevorrichtung 62 an, die gemäß der F i g. 1 einen Kopfhörer 10 enthalten kann, die dort an die Anschlußklemmen 13 und 14 angeschlossen ist, wenn sie eine geringe Impedanz hat. Hat sie eine hohe Impedanz, dann wird sie am besten an die erste Basis der Doppelbasisdiode 29 angeschlossen. In vielen Fällen wird als Anzeigevorrichtung 62 auch ein Wechselstromrelais gewählt, das kapazitiv mit der Schaltungsanordnung 61 gekoppelt ist und dadurch Frequenzen liefert, die eine Alarmoder Schutzvorrichtung auslösen, wenn der Ionenstrom durch den Widerstand 60 entweder über einen vorgewählten Wert ansteigt oder wenn die Änderung der Änderungsgeschwindigkeit dieses Stroms zu klein wird. Andererseits wird, wenn eine große Genauigkeit gefordert wird, in bekannter Weise ein Frequenzfilter in Verbindung mit einem Gleichrichter und einem Gleichstromrelais verwendet. Natürlich gibt es für den Durchschnittsfachmann noch eine Anzahl anderer Möglichkeiten, die Ausgangssignale aus der Schaltung 61 nachzuweisen oder mit ihnen weitere Anzeigevorrichtungen zu erregen, wenn das Prüfgas 52 Leckstellen in der Nähe der begrenzten Fläche, auf die es auftrifft, anzeigt. Wenn z. B. die Düse 54 mechanisch bewegt wird, kann die sie antreibende Kraftquelle automatisch ausgeschaltet werden, wenn ein Leck aufgefunden wird.

Der Ionenstrom kann bei Auffinden einer Leckstelle entweder ansteigen oder abfallen, je nachdem, ob das Prüf gas mehr oder weniger ionisierbar als dasjenige Gas ist, das sich normalerweise in der Apparatur 50 befindet. Wenn als Prüf gas z.B. Stickstoff verwendet wird, dann wird die Ionisierungswahrscheinlichkeit beim Anströmen einer Leckstelle meistens erhöht, da der Stickstoff leicht ionisierbar ist. Dadurch steigt auch der Ionenstrom an. Das umgekehrte ist der Fall, wenn Helium, ein weniger leicht ionisierbares Gas, auf eine Leckstelle gerichtet ist. Als Prüfgase sind alle diejenigen Gase geeignet, die

eine von dem Gas innerhalb und außerhalb der Apparatur 50 abweichende Ionisierungswahrscheinlichkeit haben.

In der obigen Beschreibung ist eine Vorrichtung beschrieben worden, mit der man Leckstellen in Vakuumapparaten auffinden kann. Die neue, Hörfrequenzen liefernde Schaltung ermöglicht eine empfindliche Anzeige über einen weiten Amplitudenbereich der Eingangssignale und daher auch über einen ähn-

o lieh großen Bereich von Ionenströmen. Daher ist es nicht erforderlich, bei einer erwarteten Abnahme des Ionenstroms während der Evakuierung der Apparatur eine kontinuierliche Einstellung der Empfindlichkeit vorzunehmen.

Die in der obigen Beschreibung erläuterte Schaltungsanordnung kann auf verschiedene Arten modifiziert werden. Es kann z. B. die Polarität des Eingangssignals der Anzeigeschaltung umgekehrt werden, wodurch die Frequenz sich umgekehrt mit der Größe des Eingangssignals ändern würde. Die angezeigte Polarität wurde gewählt, da dadurch eine bessere Kopplung mit den meisten bekannten Ionisationsmanometern möglich ist.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung für einen Lecksucher mit akustischer Anzeige, welcher als Eingangssignal der Ionenstrom eines Ionisationsmanometers zugeführt wird und die einen Kipposzillator mit einem Kondensator aufweist, dessen Ladegeschwindigkeit von der Größe des Ionenstroms abhängt und dessen Kippschwingungen hörbar gemacht werden, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (1) eine aus einem weiteren Kondensator (42) und einem Widerstand (43) bestehende Reihenschaltung angeordnet ist und die Kapazität des weiteren Kondensators (42) mindestens zehnmal so groß wie die des Kondensators (1) und die Größe des Widerstandes (43) mindestens zehnmal so groß wie der Widerstandswert des Entladungswegs des Kondensators (1) ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrem Eingangsteil ein Differenzierglied (45) vorgesehen ist, mit dem die Ladegeschwindigkeit des Kondensators (1) von der Änderungsgeschwindigkeit des Ionenstroms abhängig gemacht wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 1128 553;

schweizerische Patentschrift Nr. 321169;

USA.-Patentschrift Nr. 2 600 891;

Electronics, Februar 1946, S. 138 bis 141, September 1950, S. 96 bis 101.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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